[发明专利]生物质能与太阳能分布式能源综合利用系统

说明书

技术领域

本发明涉及能源综合利用领域，特别是生态村建设中的一种生物质能与太 阳能分布式能源综合利用系统。

背景技术

目前，农村中生物质能、太阳能的应用范围越来越广，但利用途径还比较 单一。例如：生物质利用途径是通过发酵产生沼气，由于采用的小规模分散式 模式，造成沼气产生量低，可调控性较差，不能合理分配和充分利用，只能用 于居民日常生活，造成能源的浪费；又由于沼气的发酵过程受温度影响较大， 特别是冬季温度低，造成沼气产量下降，难以满足正常的生活需要。太阳能集 热器受天气影响很大，阴雨天太阳能集热器效率下降，难以满足居民用户正常 的生活需要。

目前，人口、资源和环境问题依然是我国面临的最大挑战，我国实现可持 续发展的唯一选择就是全力提高资源的利用效率，最大限度地减轻环境污染， 分布式能源系统是保证我国能源可持续发展战略实施的有效途径之一，它通过 对能源实现梯级利用，减少中间输送环节损耗，实现了资源利用的最大化。分 布式能源系统的一次能源以气体燃料为主，可再生能源为辅，其二次能源以分 布在用户端的热、电、冷联产为主，以直接满足用户多种需求，其它能源供应 系统为辅，将电力、热力、制冷与蓄能技术结合，实现能源梯级利用，并通过 公用能源供应系统提供支持和补充。各系统在低压电网和冷、热水管道上进行 就近支援，互保能源供应的可靠性，从而节约能源，保护环境。

中国发明专利(申请号：200810150030.5)公开了一种太阳热能与生物质能 互补的冷热电联产系统，其能量转化利用率和品位有所提高，产生的电能、热 能，使沼气得到综合利用，实现了冷热电三联产，但是该专利中太阳能仅用于 沼气池的加热，太阳能利用率低，同时该系统的研发只从工艺系统本身考虑， 未从用户的角度出发，能源综合利用率低。目前，研发新能源的高效利用方式， 实现多能源互补综合利用系统，可有效缓解含碳能源利用带来的环境和安全性 问题。

发明内容

本发明是为了解决广大农村居民生活中沼气和太阳能利用率低的问题，而 提供的一种生物质能与太阳能分布式能源综合利用系统。此系统以生态村为实 施主体，通过生物质气化、发酵与太阳能光电转换、太阳能集热器技术，实现 生态村两种能源的互补及能量的梯级综合利用。

本发明解决所述问题采用以下技术方案：

一种生物质能与太阳能分布式能源综合利用系统，包括生物质气化装置、 沼气发生装置、太阳能集热器、太阳能光伏发电装置，所述生物质气化装置配 备有由燃气轮机、蒸汽轮机、余热锅炉、发电机构成的一拖一双轴燃气-蒸汽联 合循环发电装置，该生物质气化装置产生的燃气供燃气轮机，燃气轮机产生的 高温废气作为余热锅炉的热源，余热锅炉产生的主蒸汽供蒸汽轮机，燃气轮机 和蒸汽轮机通过减速机共同驱动发电机为居民用户供电，该生物质气化装置产 生的燃气供燃气轮机带动发电机为用户供电，燃气轮机产生的高温废气作为余 热锅炉的热源，余热锅炉产生的主蒸汽供蒸汽轮机带动发电机为用户供电，余 热锅炉排气送往沼气发生装置的圆筒壁夹层作为加热主热源；所述太阳能集热 器为用户提供热水并作为采暖热源和沼气发生装置备用热源，太阳能集热器产 生的热水通过辅助加热器转换为高温热媒水作为动力驱动制冷机对室内制冷， 该辅助加热器其热源来自于燃气轮机的部分高温废气，其排气送往沼气发生装 置的圆筒壁夹层作为附加热源；所述沼气发生装置产生的沼气经沼气净化与储 存装置后供用户炊事之用；所述太阳能光伏发电装置直接为公共设施提供电能。

本发明上述生物质能梯级利用系统采用集中控制系统，燃气-蒸汽联合循环 装置发电给居民用户与太阳能光伏装置发电给公共设施供电，集中生产沼气供 给居民用户用于炊事，采用太阳能集热器分散安装的形式，每户独立形成小循 环系统，给居民用户全年供热水，并给辅助加热器提供预热水源。在春、秋季 光照不足，太阳能集热器不能正常工作时，可紧急启动辅助加热器确保居民用 户热水温度。在冬季采暖期间正常启动辅助加热器，确保居民用户集中采暖质 量和热水温度。在夏季制冷期间，正常启动辅助加热器生产高温热媒水作为动 力驱动制冷机集中对室内制冷。